DE1267880B - Schaltungsanordnung fuer einen Lecksucher mit akustischer Anzeige - Google Patents
Schaltungsanordnung fuer einen Lecksucher mit akustischer AnzeigeInfo
- Publication number
- DE1267880B DE1267880B DEP1267A DE1267880A DE1267880B DE 1267880 B DE1267880 B DE 1267880B DE P1267 A DEP1267 A DE P1267A DE 1267880 A DE1267880 A DE 1267880A DE 1267880 B DE1267880 B DE 1267880B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- capacitor
- circuit arrangement
- voltage
- resistor
- ion current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
- G01M3/20—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Ci.:
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
GOIl
Deutsche Kl.: 42 k-30/04
1 267 880
P 12 67 880.7-52
3. Juni 1965
9. Mai 1968
P 12 67 880.7-52
3. Juni 1965
9. Mai 1968
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für einen Lecksucher mit akustischer Anzeige,
welcher als Eingangssignal der Ionenstrom eines Ionisationsmanometers zugeführt wird und die
einen Kipposzillator mit einem Kondensator aufweist, dessen Ladegeschwindigkeit von der Größe des
Ionenstroms abhängt und dessen Kippschwingungen hörbar gemacht sind.
Wenn eine Vakuumapparatur evakuiert wird, dann wird sie vorzugsweise gleichzeitig auf die Anwesenheit
von Lecks untersucht. Ein frühes Auffinden dieser Lecks ist deswegen erwünscht, weil die Apparatur
während der Ausbesserungsarbeiten oftmals wieder auf Atmosphärendruck gebracht werden muß,
so daß die Zeit, die man bis dahin zum Evakuieren benötigt hat, verloren ist. Die Evakuierungszeit hängt
wesentlich von der Größe der Apparatur, von der Pumpkapazität und vom zu erreichenden Druck ab
und beträgt in der Regel einige Tage bis Wochen.
Zum Auffinden undichter Stellen oder Lecks kann man eine Sonde, aus der ein Prüfgas wie Helium oder
Stickstoff strömt, über bestimmte Teile der äußeren Oberfläche der Apparatur führen und gleichzeitig die
Änderung des Ionenstroms eines Ionisationsmanometers beobachten, das in der Apparatur zur Druckanzeige
eingebaut ist. Da der Ionenstrom im allgemeinen durch einen Schreiber aufgezeichnet wird, bewegt
sich die Schreibernadel während des Evakuierens langsam vom oberen bis zum unteren Ende der Skala.
Ein plötzlicher Ausschlag der Schreibernadel bei dieser Bewegung zeigt an, daß das Prüfgas auf eine
undichte Stelle getroffen und durch diese in die Apparatur eingedrungen ist.
Bei dem geschilderten Lecksuchverfahren treten zwei Schwierigkeiten auf. Die erste Schwierigkeit besteht
darin, daß kleine kurze Ausschläge der Schreibernadel leicht übersehen werden können. Aus
diesem Grunde muß man das Prüfgas sehr langsam über die äußere Oberfläche der Apparatur führen,
was sehr viel Zeit erfordert. Die zweite Schwierigkeit besteht darin, daß durch dieses Verfahren gelegentlich
neue Lecks entstehen. Hochvakuumapparaturen bestehen aus leicht zu beschädigenden Stoffen, z. B.
Glas. Wenn nun eine einzige Person versucht, gleichzeitig die Sonde mit dem Prüfgas über die Apparatur
zu führen und sorgfältig die Schreibernadel zu beobachten, dann geschieht es sehr leicht, daß zerbrechliche
Teile dabei zerstört werden.
Es sind daher bereits Lecksucher mit akustischer Anzeige entwickelt worden, die den Vorteil haben,
daß sich die Bedienungsperson voll auf das Führen der Sonde konzentrieren kann, ohne daß sie be-Schaltungsanordnung
für einen Lecksucher mit
akustischer Anzeige
akustischer Anzeige
Anmelder:
General Electric Company,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
6000 Frankfurt 1, Parkstr. 13
Als Erfinder benannt:
Robert Lawrence Watters,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)
Robert Lawrence Watters,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 5. Juni 1964 (372 803) - -
fürchten muß, eine kurzzeitige Änderung des Anschlags der Schreibernadel zu übersehen. Bei einem
derartigen Gerät werden in die Vakuumapparatur ein Piranimanometer und ein in einer Brückenschaltung
angeordnetes Heizelement eingebaut, das aus einem Material mit hohem Temperaturkoeffizienten besteht.
Durch druckabhängige Temperaturveränderungen wird eine Widerstandsänderung und damit eine Störung
des Brückengleichgewichts hervorgerufen. An die Brücke ist eine Schaltungsanordnung angeschlossen,
mit der die Abweichungen vom Brückengleichgewicht hörbar gemacht werden. Der Nachteil dieser
Schaltungsanordnung besteht darin, daß es sich nur um vorübergehende Frequenzänderungen mit unmittelbar
anschließender Rückkehr zur Ausgangsfrequenz handelt, so daß die jeweils nur kurzen Tonänderungen
leicht überhört werden können.
Andere bekannte Lecksucher enthalten Pirani- oder Ionisationsmanometer, an die ein Kipposzillator
angeschlossen ist, dessen Frequenz von der Ausgangsgröße des verwendeten Manometers abhängt.
Die Kippfrequenz kann dabei in den Hörbereich gelegt werden, so daß ein Leck durch eine Veränderung
eines hörbaren Tons angezeigt wird. Die Kipposzillatoren enthalten im allgemeinen einen Kondensator
und ein Thyratron oder eine Glimmlampe. Nachteilig ist hierbei, daß derartige Kipposzillatoren nur dann
im Bereich höchster Empfindlichkeit sind, wenn die Spannung am Kondensator nahezu den Maximalwert
erreicht hat. In den Zeitspannen davor ist die Ein-
809 548/194
richtung dagegen wegen des exponentiellen Anstiegs der Kondensatorspannung relativ unempfindlich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Schaltungsanordnung
für Lecksucher zu schaffen, die nahezu dauernd im Zustand höchster Empfindlichkeit ist.
Ausgehend von der eingangs beschriebenen Schaltungsanordnung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß parallel zum Kondensator eine Größe eines elektrischen Signals, das an den Eingangsklemmen 11 und 12 liegt, mit einer entsprechenden
Veränderung der Frequenz des über den Kopfhörer 10 hörbaren Signals an. Zum Nachweis von Lecks
werden die Eingangsklemmen 11 und 12 mit dem Ausgang eines den Ionenstrom messenden Gerätes
verbunden.
Der Kopfhörer 10 ist wegen seiner geringen Impedanz gegenüber elektrischen Strömen vorzuziehen.
aus einem weiteren Kondensator und einem Wider- io Vorzugsweise wird ein Magnetkopfhörer mit einem
stand bestehende Reihenschaltung angeordnet ist und die Kapazität des weiteren Kondensators mindestens
zehnmal so groß wie die des Kondensators und die Größe des Widerstandes mindestens zehnmal so
Widerstand von etwa 10 Ohm verwendet. Der Kopfhörer 10 beeinflußt nicht die Wirkungsweise der
Schaltungsanordnung. Daher wird der vernachlässigbare Widerstand zwischen den Anschlußklemmen 13
groß wie der Widerstandswert des Entladungswegs 15 und 14, an die der Kopfhörer 10 angeschlossen ist,
des Kondensators ist.
Der Vorteil dieser Maßnahme ist darin zu sehen, daß der weitere Kondensator als Energiespeicher
wirksam ist, der bei der Entladung des Kondensators des Kipposzillators auf Grund seiner großen Zeitkonstante
kaum entladen wird und daher den Kondensator des Kipposzillators nach dessen Entladung sofort
wieder auf einen Wert auflädt, der dicht unterhalb der Schwellwertspannung für den Kippvorgang
in der folgenden Beschreibung nicht weiter berücksichtigt und die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung
so beschrieben, als ob die Anschlußklemmen 13 und 14 kurzgeschlossen wären.
Die Ladevorrichtung 2 zum Laden des Kondensators ist nach Schließen des Schalters 7 mit der
Spannungsquelle 6 und dem Kondensator 1 verbunden. Sie steuert in Abhängigkeit von der Größe des
Eingangssignals an den Einganigsklemmen 11 und 12
ist. Auf diese Weise wird der Bereich, in dem die 25 die Ladegeschwindigkeit des Kondensators 1. Wenn
Kondensatorspannung im wesentlichen konstant ist, die Größe des Eingangsstroms in negativer Richtung
etwa um einen Faktor 10 gedehnt. Unabhängig von
der Größe des Ausgangssignals des Manometers liegt
der Größe des Ausgangssignals des Manometers liegt
der Kippkondensator somit dauernd auf einer Spangrößer wird, dann wird die Ladegeschwindigkeit des
Kondensators 1 ebenfalls größer, und umgekehrt.
Die Entladevorrichtung 4, die ebenfalls mit dem
nung dicht unterhalb des Schwellwerts, so daß eine 30 Kondensator 1 verbunden ist, spricht auf eine vorgegeringfügige
Änderung des Ausgangssignals des wählte Ladung auf dem Kondensator 1 bzw. auf eine
Manometers sofort eine beträchtliche Frequenzände- an diesem liegende Spannung an. Bei Erreichen der
rung des gehörten Tons zur Folge hat. Schwellwertspannung wird sie von einem Zustand
Möchte man die Ladegeschwindigkeit des Kipp- hoher Impedanz auf einen Zustand geringer Impekondensators
von der Änderungsgeschwindigkeit des 35 danz umgeschaltet, so daß der Kondensator 1 an
lonenstroms abhängig machen, so kann im Eingangs- einem geringen Widerstand liegt und sich nahezu
vollständig entlädt. Nachdem der Kondensator entladen ist, wird die Entladevorrichtung in ihren Zustand
hoher Impedanz zurückgeschaltet, so daß der Kondensator 1 wieder über die Ladevorrichtung 2
aufgeladen wird. Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung, die aus dem Kondensator 1, der Ladevorrichtung
2, der Entladevorrichtung 4 und der Spannungsquelle 6 besteht, ist also bei geschlossenem
hängigkeit von der Größe des Eingangssignals und 45 Schalter 7 immer die gleiche wie bei einem Kippdas
gleiche für eine ähnliche, nicht erfindungsgemäße oszillator. Der Schalter 7 soll nun während der nach-Schaltungsanordnung;
folgenden Beschreibung immer als geschlossen be-
Fig. 3 zeigt die Schaltung der Fig. 1 mit einem trachtet werden.
abgewandelten Eingangsteil, und Gemäß der Erfindung ist die von der Ladevorrich-
F i g. 4 zeigt schematisch einen Lecksucher zum 50 rung 2 unabhängige Stabilisierungsvorrichtung 8 par-Nachweis
von Lecks in Vakuumapparaturen. allel zum Kondensator 1 geschaltet. Sie dient zur Be-
F i g. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung gemäß der schleunigung beim Beginn des Ladevorgangs und
Erfindung. Sie enthält einen Kondensator 1, eine nimmt danach Energie von der Ladevorrichtung 2
Ladevorrichtung 2 zum Laden des Kondensators 1 auf, um das abschließende Laden des Kondensators 1
(im ganzen durch den Bereich innerhalb der ge- 55 zu verlangsamen. Auf diese Weise wird die Empfind
teil der Schaltungsanordnung ein Differenzierglied vorgesehen werden.
Die Erfindung wird nun auch an Hand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel beschrieben.
F i g. 1 zeigt das Schaltbild einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung;
F i g. 2 zeigt in einem Schaubild die Frequenz der in der F i g. 1 gezeigten Schaltungsanordnung in Abstrichelten Linie 3 angedeutet) und eine Entladevorrichtung
4 zum Entladen des Kondensators (im ganzen durch den Bereich innerhalb der gestrichelten
Linie 5 angedeutet). Weiterhin ist eine Gleiohspannungsquelleö
in Serie mit einem Schalter 7 vorgesehen, und schließlich liegt parallel zum Kondensator
1 eine Stabilisierungsvorrichtung 8, die durch den Bereich innerhalb der gestrichelten Linie 9 angedeutet
ist. Die Schaltungsanordnung dient dazu, ein lichkeit der Frequenzänderung des KipposziUators
gegenüber Abweichungen in der Größe des Eingangssignals über einen weiten Bereich außerordentlich
hoch gehalten.
Die Ladevorrichtung 2 enthält einen Transistor 15, dessen Emitter 16 mit dem negativen Pol der Spannungsquelle
6 verbunden ist. Der Kollektor 17 des Transistors 15 ist mit dem einen Anschluß des Kondensators
1 und über einen Widerstand 18 mit dem
im Hörbereich liegendes Ausgangssignal auf einen 65 positiven Pol der Spannungsquelle 6 verbunden. Der
geeigneten Umformer, z. B. einen Kopfhörer, zu andere Anschluß des Kondensators 1 führt über den
geben, der in Serie mit dem Kondensator 1 liegt. Die Kopfhörer 10 zum negativen Pol der Spannungs-Schaltungsanordnung
der F i g. 1 spricht auf die quelle 6.
Die Basis 19 des Transistors 15 ist über in Serie liegende Widerstände 20 und 21 mit der Eingangsklemme 11 verbunden. Ein Spannungsteiler, der einen
Widerstand 22, einen damit in Serie liegenden Widerstand 23 mit Mittelabgriff und einen damit ebenfalls
in Serie liegenden Widerstand 24 enthält, liegt parallel zur Spannungsquelle 6. Die Widerstände 22 und
24 dienen zu einer genaueren Einstellung der Schwellwertspannung der Schaltungsanordnung und können
weggelassen werden. Der veränderbare Mittelabgriff
25 des Widerstands 23 führt über einen Widerstand
26 zur Verbindungsstelle der in Serie liegenden Widerstände 20 und 21. Schließlich ist ein Tiefpaßfilter
für das Rauschen vorgesehen, der aus einer mit einem Widerstand 28 parallelgeschalteten Kapazität
27 besteht, die zwischen der Verbindungsstelle der Widerstände 20 und 21 und dem negativen Pol der
Spannungsquelle 6 eingeschaltet sind. Die Eingangsklemme 12 liegt außerdem direkt am negativen Pol
der Spannungsquelle 6.
Die Wirkungsweise der soweit beschriebenen Ladevorrichtung ist folgende. Nach dem Anlegen des anzuzeigenden
Eingangssignals an die Eingangsklemmen 11 und 12, wobei die Eingangsklemme 12 positiver
und die Eingangsklemme 11 negativer Anschluß ist, wird der Mittelabgriff 25 so eingestellt, daß man
die gewünschte Ladegeschwindigkeit für den Kondensator 1 erhält. Der Kondensator 1 wird dann über
den Widerstand 18 mit einer Geschwindigkeit geladen, die von der Leitfähigkeit des Transistors 15
abhängt. Je höher leitend der Transistor 15 ist, um so größer ist der Anteil des Stroms, der vom Kondensator
1 weggezogen wird, d. h., die Ladegeschwindigkeit ist klein, wenn der Transistor 15 hochleitend ist.
Die Leitfähigkeit des Transistors 15 hängt von der Größe des Stroms in seiner Basis-Emitter-Schaltung
ab. Dieser Strom wird größer und bewirkt ein Ansteigen der Leitfähigkeit zwischen dem Kollektor 17
und dem Emitter 16, wenn die Größe des Eingangssignals abnimmt (d. h., wenn die Eingangsklemme 11
weniger negativ in bezug auf die Eingangsklemme 12 wird) und umgekehrt. Auf diese Weise sorgt die
Ladevorrichtung 2 für eine Ladegeschwindigkeit des Xondensators 1, die direkt mit den Änderungen der
Größe des an die Eingangsklemmen 11 und 12 gelegten Eingangssignals schwankt.
Die in der F i g. 1 gezeigte Entladevorrichtung enthält eine Doppelbasisdiode 29, deren eine Basis 30
über einen Widerstand 31 mit dem negativen Pol der Spannungsquelle verbunden ist. Die zweite Basis 32
führt zum positiven Pol der Spannungsquelle 6, während der Emitter 33 mit dem Kollektor 17 des Transistors
15 verbunden ist.
Die Wirkungsweise der Entladevorrichtung 4 ist folgende. Bei Beginn des Ladezyklus für den Kondensator
1 liegt zwischen dem Emitter 33 und der ersten Basis 30 der Doppelbasisdiode 29 ein hoher
innerer Widerstand, der so lange erhalten bleibt, bis die Spannung am Kondensator 1 etwa halb so groß
wie die von der Spannungsquelle 6 vorgegebene Spannung ist. Der tatsächliche Bruchteil ist durch die
Eigenschaften der speziell verwendeten Doppelbasisdiode abhängig und schwankt im allgemeinen zwischen
0,47 und 0,62. Wenn diese charakteristische Spannung überschritten wird, dann wird die Doppelbasisdiode
29 durchgeschaltet, und es liegt eine geringere Impedanz zwischen dem Emitter 33 und der
ersten Basis 30. Der Kondensator 1 wird dann entladen, bis die Doppelbasisdiode 29 in ihren Zustand
hoher Impedanz zurückgeschaltet wird. Anschließend begint ein neuer Ladezyklus.
Die Kurve 40 in der F i g. 2 zeigt die Abhängigkeit der Ausgangsfrequenz von der Eingangsspannung
für den Teil der Schaltungsanordnung nach F i g. 1, der bisher beschrieben wurde. Die Kurve 41
der F i g. 2 zeigt dagegen, wie die Empfindlichkeit durch Einführung einer Stabilisierungsvorrichtung
noch gesteigert werden kann. Diese Vorrichtung wird im folgenden beschrieben.
Erfindungsgemäß ist die Stabilisierungsvorrichtung 8 parallel zum Kondensator 1 geschaltet. Unter
Parallelschaltung soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, daß bei Mitverwendung eines in
Serie mit der Kapazität 1 liegenden Umformers, z. B. des gezeigten Kopfhörers 10, die Stabilisierungsvorrichtung
parallel zu der aus Kapazität und Umformer gebildeten Serienschaltung liegt. Das Wort Parallelschaltung
soll aber auch den Fall einschließen, daß die Stabilisierungsvorrichtung tatsächlich parallel
liegt, wie z. B. dann, wenn der Umformer irgendwoanders in der Schaltung angeordnet ist, wie z. B. in
einem Schaltungsteil, zu dem die erste oder die zweite Basis der Doppelbasisdiode 29 gehört, und auch den
Fall einbeziehen, daß der Umformer fehlt.
Die Stabilisierungsvorrichtung enthält nach Fig. 1
einen Ladungssammler, der z. B. aus einem weiteren Kondensator 42 bestehen kann. Dieser Ladungssammler hat vorzugsweise eine Kapazität, die mindestens
zehnmal größer als die Kapazität des Kondensators 1 ist. Wenn die Kapazität des Ladungssammlers nur zwei- bis dreimal größer als die Kapazität
des Kondensators 1 wäre, dann würde die Empfindlichkeit der Anzeigeschaltung mit der Stabilisierungsvorrichtung
nur geringe Vorteile gegenüber der gleichen Schaltung ohne Stabilisierungsvorrichtung
haben. Auf der anderen Seite kann die Kapazität des Ladungssammlers über den Mindestwert beliebig vergrößert
werden, ohne daß sich schädliche Einflüsse in bezug auf die Empfindlichkeit zeigen. Im letzteren
Fall würden aber die Kosten und die Größe des Ladungssammlers höher als notwendig sein.
Mit dem Kondensator 42 liegen Widerstandselemente, z. B. der Widerstand 43, in Serie. Der Wert
des Widerstandes wird vorzugsweise etwa zehnmal größer als der des Widerstands des Entladungswegs
des Kondensators 1 gemacht, damit eine bemerkenswerte Entladung der Kapazität 42 vermieden wird. In
der Regel kann der Widerstand für den Entladungsweg in guter Näherung etwa 100 Ohm betragen, besonders
wenn ein Widerstand für die erste Basis, hier der Widerstand 31, verwendet wird, der einen
typischen Wert von etwa 50 Ohm hat. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Wert
des Widerstands 43 etwa 500mal größer als der des Widerstands des Entladungswegs. Die obere Grenze
des Widerstandswertes ist im wesentlichen durch die Rauschtriggerspannung gegenüber der Doppelbasisdiode
29 festgelegt.
Die Wirkungsweise der Stabilisierungsvorrichtung ist folgende. Mit den obengenannten Kapazitäts- und
Widerstandswerten liegt am Kondensator 42 eine im wesentlichen konstante Spannung. Die Größe dieser
Spannung ist etwas kleiner als die Spannung am Kondensator 1 gerade vor dessen Entladung. Die Spannung
am Kondensator 42 ist beispielsweise um etwa 0,1 Volt kleiner als die erforderliche Zündspannung
7 8
für die Doppelbasisdiode 29. Wegen der sehr viel sentlichen konstant ist, solange die Apparatur evagrößeren
Kapazität dieses Kondensators im Vergleich kuiert wird. Der von der Bedienungsperson zuhörende
zu der des Kondensators 1 und wegen des ausreichend Ton hat daher eine nahezu konstante Frequenz, bis
großen Wertes des Widerstandes 43, der eine bemer- eine wesentliche Änderung der Änderungsgeschwinkenswerte
Entladung des Kondensators 42 während 5 digkeit des Ionenstroms auftritt. Bei einer solchen
der relativ kurzen Zeitspanne verhindert, während der wesentlichen Änderung wird dann eine plötzliche
die Doppelbasisdiode 29 im Zustand der hohen Leit- Abweichung in der Frequenz wahrgenommen,
fähigkeit ist, ist diese Spannung außerdem nahezu Eine Schaltungsanordnung nach der F i g. 1 mit
konstant. einem Eingangsteil nach der F i g. 3 zeigt daher
Während einer Zeitspanne kurz nach der Ent- io Änderungen der Änderungsgeschwindigkeit eines
ladung des Kondensators 1 wird vom Kondensator Eingangssignals an und verändert demgemäß die
42 Energie geliefert, durch die der Kondensator 1 Ausgangsfrequenz. Die Kapazität 45 hat vorzugsweise
über dem Widerstand 43 aufgeladen wird. Daher wird einen Wert von etwa 50 μΡ, wenn die übrige Schalmit
Hilfe der Stabilisierungsvorrichtung das Laden tung die oben angegebene Dimensionierung hat.
des Kondensators jeweils am Anfang beschleunigt. 15 Die F i g. 4 zeigt einen vollständigen Lecksucher.
Die Spannung am Kondensator 1 erreicht schnell Der Gasdruck innerhalb einer zu evakuierenden
eine Größe, die kurz unter der Zündspannung der Apparatur 50 wird mit Hilfe einer Pumpe 51 ver-Doppelbasisdiode
29 liegt. Die Schaltungsanordnung kleinert, die z. B. eine Gasdiffusionspumpe oder eine
erreicht also schnell einen sehr empfindlichen Zu- ähnliche Einrichtung sein kann. Ein Strahl 52 eines
stand, in dem eine geringe zusätzliche Ladung des 20 Prüfgases, z. B. Helium, wird gleichzeitig durch eine
Kondensators 1 ausreicht, um seine Entladung über Düse 54 auf eine begrenzte Stelle der äußeren Oberdie
Doppelbasisdiode 29 und den Beginn eines fläche 53 der Vakuumapparatur 50 gerichtet. Eine
weiteren Zyklus einzuleiten. direkte Steuerung und ein stufenweises Abtasten des
Wenn der vorerwähnte hochempfindliche Zustand Prüf gasstromes 52 wird durch eine Bedienungsperson,
erreicht ist, bewirkt eine weitere Ladung des Konden- 25 die die Düse 54 hält, ausgeführt, oder die Düse wird
sators 1 auch, daß seine Spannung über die Spannung durch eine der hinreichend bekannten mechanischen
am Kondensator 42 ansteigt. Während dieses letzten Einrichtungen relativ zur Apparatur bewegt. Im letz-Teils
des Ladezyklus wird ein Teil des Ladestroms, teren Fall wird die Düse 54 oftmals in geeigneter
der normalerweise zum Laden des Kondensators 1 Weise durch ein Rohr ersetzt, das die Apparatur 50
beitragen würde, abgeleitet und zum Laden des Kon- 30 umgibt und eine Anzahl von Prüfgas ausströmenden
densators 42 verwendet. Auf diese Art wird die Düsen aufweist, die nach innen auf die äußere Ober-Schaltungsanordnung
für eine viel längere Zeitspanne fläche der Vakuumapparatur 50 gerichtet sind. Hierais
ohne die Verwendung einer Stabilisierungsvorrich- bei kann das Gas nacheinander von den einzelnen
tung in ihrem hochempfindlichen Zustand gehalten. Düsen in vorgewählter Reihenfolge ausgeströmt
Messungen haben ergeben, daß der im wesentlichen 35 werden, wobei die Düsen nach einem bestimmten
konstante Spannungsbereich der am Kondensator 1 Programm geöffnet und geschlossen werden und wobeobachteten
Schwingungsform durch die Stabilisie- bei das Programm über eine Lochkarte oder ein Band
rungsvorrichtung etwa um den Faktor 10 ausgedehnt einem Steuerteil zugeführt werden kann,
wird. Ein Teil des Gases innerhalb der Apparatur 50
Für das bevorzugte Ausführungsbeispiel der 40 wird kontinuierlich ionisiert, z. B. durch eine Glüh-Fig.
1, an dem auch die Kurven41 und 42 der katode oder einen Glühdraht55, der mit einer ge-F
i g. 2 gemessen wurden, wurde folgende Dimensio- eigneten, außerhalb liegenden Spannungsquelle 56
nierung verwendet: verbunden ist. Ein Elektronenbeschleuniger und
-kollektor 55' ist mit einer Spannungsquelle 56' ver-
£-18 22 kQ 45 bunden. Fast alles ionisierte Gas oder ein relativer
£-20 47 kQ gleichbleibender Teil desselben wird von einer Elek-
£-21 47 kü trode 57 gesammelt, die innerhalb der Apparatur 50
£-22 22 kQ liegt und mit einem nach außen führenden Leiter 58
£-23 50 kü verbunden ist. Natürlich könnte auch ein Gerät ver-
£-24 22 kß 50 wendet werden, das nach dem Prinzip der Gasentla-
£-26 430 kß dung arbeitet.
£-31 47 Ω Weiterhin ist eine elektrische Schaltungsanordnung
£-43 47 kQ angeschlossen, die den Leiter 58 enthält und in der
C-I 0,1 μΡ ein elektrischer Strom fließt, dessen Größe propor-
C-27 10 \iF 55 tional zur Zahl der Ionen ist, die an der Elektrode
C-42 0,1 μ¥ 57 gesammelt werden. Diese Zahl ist weitgehend
Spannungsquelle 6 16 Volt durch die Ionisationswahrscheinlichkeit des in der
Transistor 29 2 N1671 Apparatur 50 enthaltenen Gases abhängig. Die geTransistor
15 2 N 2349 zeigte Schaltungsanordnung enthält außerdem den
60 Glühdraht 55, eine Spannungsquelle 59, den Leiter
Die F i g. 3 zeigt ein Schaltbild für einen anderen 58 und die Elektrode 57.
Eingangsteil, der für die Schaltungsanordnung der Der Strom in der zuletzt beschriebenen Schaltungs-
F i g. 1 verwendet werden kann. Dieser Eingangsteil anordnung wird in ein Wechselstromsignal mit Hörenthält
eine Kapazität 45, die in Serie mit dem Ein- frequenzen umgewandelt, wobei die Frequenz entgang
liegt und das Eingangssignal differenziert. Der 65 weder von den Änderungen der Größe des Stroms
Vorteil dieses Ausführungsbeispiels ist der, daß das oder von den Änderungen der Änderungsgeschwin-Signal,
das aus einem sich langsam ändernden, den digkeit des Stroms abhängt, je nachdem, ob eine
Ionenstrom darstellenden Signal abgeleitet ist, im we- Schaltungsanordnung gemäß der F i g. 1 oder gemäß
der F i g. 3 verwendet wird. Einer Schaltungsanordnung 61 zur Umwandlung der Amplituden in Frequenzen
werden als Eingangssignal das an einem Widerstand 60 liegende Signal zugeführt, die, vorzugsweise
nach einer Vorverstärkung, in entsprechende Ausgangssignale umgewandelt und dem Eingang einer Schaltungsanordnung gemäß der
F i g. 1 zugeführt werden, die auch mit einem Eingangsteil entsprechend der F i g. 3 versehen sein
kann. Die Vorverstärkung wird zweckmäßigerweise mit Gleichstromverstärkern vorgenommen, wie sie
normalerweise in Ionisationsmanometern verwendet werden, da in diesem Falle am Ausgang eine Spannung
erscheint, die an die Eingangsklemmen 11 und 12 angelegt werden kann.
An den Ausgang der Schaltungsanordnung 61 schließt sich eine Meß- oder Anzeigevorrichtung 62
an, die gemäß der F i g. 1 einen Kopfhörer 10 enthalten kann, die dort an die Anschlußklemmen 13
und 14 angeschlossen ist, wenn sie eine geringe Impedanz hat. Hat sie eine hohe Impedanz, dann wird sie
am besten an die erste Basis der Doppelbasisdiode 29 angeschlossen. In vielen Fällen wird als Anzeigevorrichtung
62 auch ein Wechselstromrelais gewählt, das kapazitiv mit der Schaltungsanordnung 61 gekoppelt
ist und dadurch Frequenzen liefert, die eine Alarmoder Schutzvorrichtung auslösen, wenn der Ionenstrom
durch den Widerstand 60 entweder über einen vorgewählten Wert ansteigt oder wenn die Änderung
der Änderungsgeschwindigkeit dieses Stroms zu klein wird. Andererseits wird, wenn eine große Genauigkeit
gefordert wird, in bekannter Weise ein Frequenzfilter in Verbindung mit einem Gleichrichter und
einem Gleichstromrelais verwendet. Natürlich gibt es für den Durchschnittsfachmann noch eine Anzahl
anderer Möglichkeiten, die Ausgangssignale aus der Schaltung 61 nachzuweisen oder mit ihnen weitere
Anzeigevorrichtungen zu erregen, wenn das Prüfgas 52 Leckstellen in der Nähe der begrenzten Fläche,
auf die es auftrifft, anzeigt. Wenn z. B. die Düse 54 mechanisch bewegt wird, kann die sie antreibende
Kraftquelle automatisch ausgeschaltet werden, wenn ein Leck aufgefunden wird.
Der Ionenstrom kann bei Auffinden einer Leckstelle
entweder ansteigen oder abfallen, je nachdem, ob das Prüf gas mehr oder weniger ionisierbar als dasjenige
Gas ist, das sich normalerweise in der Apparatur 50 befindet. Wenn als Prüf gas z.B. Stickstoff
verwendet wird, dann wird die Ionisierungswahrscheinlichkeit beim Anströmen einer Leckstelle
meistens erhöht, da der Stickstoff leicht ionisierbar ist. Dadurch steigt auch der Ionenstrom an. Das umgekehrte
ist der Fall, wenn Helium, ein weniger leicht ionisierbares Gas, auf eine Leckstelle gerichtet ist.
Als Prüfgase sind alle diejenigen Gase geeignet, die
eine von dem Gas innerhalb und außerhalb der Apparatur
50 abweichende Ionisierungswahrscheinlichkeit haben.
In der obigen Beschreibung ist eine Vorrichtung beschrieben worden, mit der man Leckstellen in Vakuumapparaten
auffinden kann. Die neue, Hörfrequenzen liefernde Schaltung ermöglicht eine empfindliche
Anzeige über einen weiten Amplitudenbereich der Eingangssignale und daher auch über einen ähn-
o lieh großen Bereich von Ionenströmen. Daher ist es
nicht erforderlich, bei einer erwarteten Abnahme des Ionenstroms während der Evakuierung der Apparatur
eine kontinuierliche Einstellung der Empfindlichkeit vorzunehmen.
Die in der obigen Beschreibung erläuterte Schaltungsanordnung kann auf verschiedene Arten modifiziert
werden. Es kann z. B. die Polarität des Eingangssignals der Anzeigeschaltung umgekehrt werden,
wodurch die Frequenz sich umgekehrt mit der Größe des Eingangssignals ändern würde. Die angezeigte
Polarität wurde gewählt, da dadurch eine bessere Kopplung mit den meisten bekannten Ionisationsmanometern möglich ist.
Claims (2)
1. Schaltungsanordnung für einen Lecksucher mit akustischer Anzeige, welcher als Eingangssignal
der Ionenstrom eines Ionisationsmanometers zugeführt wird und die einen Kipposzillator
mit einem Kondensator aufweist, dessen Ladegeschwindigkeit von der Größe des Ionenstroms
abhängt und dessen Kippschwingungen hörbar gemacht werden, dadurch gekennzeichnet,
daß parallel zum Kondensator (1) eine aus einem weiteren Kondensator (42) und einem Widerstand (43) bestehende Reihenschaltung
angeordnet ist und die Kapazität des weiteren Kondensators (42) mindestens zehnmal so
groß wie die des Kondensators (1) und die Größe des Widerstandes (43) mindestens zehnmal so
groß wie der Widerstandswert des Entladungswegs des Kondensators (1) ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in ihrem Eingangsteil
ein Differenzierglied (45) vorgesehen ist, mit dem die Ladegeschwindigkeit des Kondensators (1)
von der Änderungsgeschwindigkeit des Ionenstroms abhängig gemacht wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1128 553;
schweizerische Patentschrift Nr. 321169;
USA.-Patentschrift Nr. 2 600 891;
Electronics, Februar 1946, S. 138 bis 141, September 1950, S. 96 bis 101.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
809 548/194 4.68 ® Bundesdruckerei Berlin
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US372803A US3351926A (en) | 1964-06-05 | 1964-06-05 | Apparatus and method for detecting leaks in evacuated systems |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1267880B true DE1267880B (de) | 1968-05-09 |
Family
ID=23469698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEP1267A Pending DE1267880B (de) | 1964-06-05 | 1965-06-03 | Schaltungsanordnung fuer einen Lecksucher mit akustischer Anzeige |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3351926A (de) |
JP (1) | JPS4515665B1 (de) |
DE (1) | DE1267880B (de) |
FR (1) | FR1435523A (de) |
GB (1) | GB1088711A (de) |
SE (1) | SE303889B (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2493009A (en) * | 2011-07-21 | 2013-01-23 | Packtester Ltd | Seal integrity detector for sealed packages |
US8690510B1 (en) | 2012-09-18 | 2014-04-08 | Sergey N. Razumov | Self-lifting robotic device movable in desired horizontal directions |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2600891A (en) * | 1946-09-20 | 1952-06-17 | Stephen M Macneille | Vacuum system leak detector |
CH321169A (fr) * | 1954-02-24 | 1957-04-30 | West Point Manufacturing Compa | Procédé pour la détection et le comptage des imperfections d'un fil, et appareil pour sa mise en oeuvre |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2486199A (en) * | 1945-09-10 | 1949-10-25 | Univ Minnesota | Method and apparatus for determining leaks |
US2507321A (en) * | 1946-04-25 | 1950-05-09 | Atomic Energy Commission | Leak testing device |
US3022498A (en) * | 1957-05-31 | 1962-02-20 | Alcott Frederick Stanley | Warning device |
US3221318A (en) * | 1961-12-08 | 1965-11-30 | Gen Electric | Visual indicator for heat controller |
-
1964
- 1964-06-05 US US372803A patent/US3351926A/en not_active Expired - Lifetime
-
1965
- 1965-04-30 GB GB18375/65A patent/GB1088711A/en not_active Expired
- 1965-06-01 FR FR19043A patent/FR1435523A/fr not_active Expired
- 1965-06-02 SE SE7212/65A patent/SE303889B/xx unknown
- 1965-06-02 JP JP3224665A patent/JPS4515665B1/ja active Pending
- 1965-06-03 DE DEP1267A patent/DE1267880B/de active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2600891A (en) * | 1946-09-20 | 1952-06-17 | Stephen M Macneille | Vacuum system leak detector |
CH321169A (fr) * | 1954-02-24 | 1957-04-30 | West Point Manufacturing Compa | Procédé pour la détection et le comptage des imperfections d'un fil, et appareil pour sa mise en oeuvre |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE303889B (de) | 1968-09-09 |
US3351926A (en) | 1967-11-07 |
GB1088711A (en) | 1967-10-25 |
FR1435523A (fr) | 1966-04-15 |
JPS4515665B1 (de) | 1970-09-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2208493C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Messen von Halogene enthaltenden Verbindungen als gasförmige Verunreinigungen der umgebenden Atmosphäre | |
DE704559C (de) | Schaltungsanordnung zur Bildung eines Differential- oder Integralwertes zu gegebenen elektrischen Veraenderungen | |
DE1548623A1 (de) | Einrichtung zum Untersuchen von gasfoermigen Medien | |
DE1953006A1 (de) | Verbesserter lageempfindlicher Strahlungsdetektor | |
DE2207837A1 (de) | Anzeigevorrichtung für den Neigungswinkel eines Kranauslegers | |
CH493850A (de) | Einpolig betätigbarer Spannungsprüfer | |
DE1498845A1 (de) | Ionisierungsvorrichtung fuer in grossen Totaldruckbereichen verwendbare Massenspektrometer | |
DE1267880B (de) | Schaltungsanordnung fuer einen Lecksucher mit akustischer Anzeige | |
DE1514377B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des zweiten Durchbruchs von Transistoren bei angelegter Sperrspannung | |
DE1254882B (de) | Schaltungsanordnung fuer einen Lecksucher | |
DE3023794C2 (de) | Einrichtung mit einer selbstauslösenden, einen Proportionalkammer-Abschnitt und einen Funkenkammer-Abschnitt aufweisenden Hybrid-Funkenkammer | |
DE1698216A1 (de) | Massenspektrometer und Ionenmanometer | |
DE1245426B (de) | Mehrstufiger, gegengekoppelter Gleichstromverstaerker mit einer Elektrometerroehre als Eingangsstufe | |
DE1002968B (de) | Glimmentladungsgeraet zum Messen niedriger Gasdruecke | |
DE613482C (de) | Ionenzaehlrohr, insbesondere Spitzenzaehler | |
DE691718C (de) | Abstimmanzeigevorrichtung fuer Empfaenger | |
DE1147408B (de) | Anordnung zur objektiven Messung der Sichtweite | |
DE1934940C (de) | Ionisationsmanometerrohre | |
DE1035379B (de) | Vorrichtung zum Auffinden von Undichtigkeiten an Behaeltern | |
DE1964669A1 (de) | Ionisationskammer-Rauchdetektor | |
DE485151C (de) | Verfahren zur Kontrolle und Messung des Gluehlampenvakuums | |
DE2533507A1 (de) | Sondengesteuertes tonsignalsystem | |
DE890247C (de) | Vorrichtung zur Messung von geladenen Elementarteilchen und der Intensitaet von Gamma- und Roentgenstrahlen | |
EP0426237A2 (de) | Verfahren zum Selektieren von Fernsehbildröhren mit zu niedrigem Vakuum | |
DE475486C (de) | Vorrichtung zum Betrieb einer Entladungsroehre |